最新金属材料综合课程设计化学热处理
金属材料及热处理教案
金属材料及热处理教案教案标题：金属材料及热处理教案教案目标：1. 了解金属材料的基本特性和分类。
2. 理解热处理对金属材料性能的影响。
3. 学习常见的金属热处理方法及其应用。
4. 培养学生的实验操作能力和数据分析能力。
教案步骤：引入：1. 通过展示一些常见的金属制品，引起学生对金属材料的兴趣，并提问学生对金属材料的了解程度。
知识讲解：2. 介绍金属材料的基本特性，如导电性、导热性、延展性等，并与非金属材料进行对比。
3. 介绍金属材料的分类，如有色金属和黑色金属，并列举常见的金属材料及其应用。
热处理概述：4. 介绍热处理的概念和作用，解释热处理对金属材料性能的影响。
5. 介绍常见的热处理方法，如退火、淬火、回火等，并讲解每种方法的原理和应用领域。
实验操作：6. 设计一个简单的金属热处理实验，如对某种金属材料进行退火处理。
7. 指导学生进行实验操作，包括材料的准备、加热过程、冷却过程等。
8. 引导学生记录实验数据，并进行数据分析和结果总结。
案例分析：9. 提供一个金属材料应用案例，如汽车发动机的曲轴材料选择和热处理方法。
10. 引导学生分析该案例中金属材料的选择原因和热处理方法的影响。
课堂讨论：11. 组织学生进行课堂讨论，让学生分享他们对金属材料及热处理的理解和应用经验。
12. 解答学生提出的问题，并对学生的回答进行指导和补充。
作业布置：13. 布置相关的课后作业，如阅读金属材料及热处理的相关资料，或进行小组研究报告等。
教学评估：14. 设计一个简单的小测验，检查学生对金属材料及热处理的理解程度。
15. 对学生的实验报告和课堂表现进行评估，评价学生的实验操作能力和数据分析能力。
教学延伸：16. 鼓励学生参加相关的科技竞赛或实验设计比赛，拓展他们对金属材料及热处理的兴趣和应用能力。
17. 提供相关的学习资源和参考书目，供学生进一步深入学习和研究。
教学反思：18. 教学结束后，对本节课的教学过程和效果进行反思，总结教学经验和改进方案。
金属材料及热处理第三版教学设计
金属材料及热处理第三版教学设计1. 课程简介本课程旨在为学生提供关于金属材料及热处理的理论基础和实践技能，包括金属材料的分类、特性及应用、常见热处理方法、热处理设备的使用和维护等内容。
通过学习本课程，学生能够全面了解金属材料及热处理领域，提升其综合素质和实践技能，为其未来的学习和职业发展打下基础。
2. 课程目标•理解金属材料分类及各类材料的特性和应用；•掌握常见的热处理方法及其原理；•熟悉热处理设备的使用和维护方法；•具备进行金属材料及热处理实验的基本技能；•能够根据工程要求选择合适的金属材料和热处理方法。
3. 课程内容章节内容第一章金属材料的分类及特性第二章金属材料的应用第三章热处理方法及其原理第四章热处理设备的使用和维护第五章典型热处理实验设计及实验操作4. 课程教学方法本课程采用“理论与实践相结合”的教学方法，注重知识点的讲解和实验操作的演示和练习。
具体教学方法如下：•课堂讲授：讲解金属材料分类、特性和应用，热处理方法及其原理等理论知识；•实验演示：现场演示常见热处理实验的设计及操作方法；•实验实践：引导学生进行典型热处理实验，并对实验结果进行分析和总结；•其他教学方法：结合案例、讨论、小组讨论等形式激发学生学习兴趣，提高教学效果。
5. 课程评估方式为确保教学效果和学生掌握程度，本课程采用多种评估方式，包括期中考试、实验报告和期末考试等。
•期中考试：覆盖第一至第三章的理论知识；•实验报告：以小组为单位进行典型热处理实验，并提交实验报告；•期末考试：覆盖全书内容，包括理论知识和实验操作技能。
6. 参考教材•《材料科学基础（第2版）》（高等教育出版社）•《热处理技术手册第3版》（机械工业出版社）•《现代热处理技术手册》（化学工业出版社）7. 教学总结本课程通过多种教学方法对金属材料及热处理的理论知识和实践技能进行了全面、系统、深入的讲解，旨在培养学生的热处理综合素质和实践能力。
通过本课程的学习，学生能够掌握金属材料及热处理领域的基本知识和技能，为未来的学习和职业发展打下基础。
金属材料及热处理教案
200 至200 学年第学期_____________________课程教案课程编码：______________________________________总学时／周学时： /开课时间：年月日第周至第周授课年级、专业、班级：___________________________使用教材：_______________________________________授课教师：_______________________________________月日（星期）总第课时课 题绪 论教学目标知识目标1、明确学习本课程的目的2、了解本课程的基本内容能力目标理论联系实际,培养学生分析问题和解决问题的能力情感目标培养学生的爱国主义精神，激发学生的学习热情教学重点金属材料热处理的目的和内容教学难点如何明确学习这门课的目的和内容教学用具利用教室中的各种金属物体教学方法阅读教学法、归纳法、举例分析法教学过程设计教学环节教师活动学生活动设计意图一、组织教学二、导入新课三、新课教学绪论是本课程的第一节课，也是学好本课程的动员课。
因此，讲好本节课对学生以后的学习好本课程具有非常重要的意义。
让学生明确学习本课程的目的，了解本课程的性质、任务及内容范围，并了解我国在金属材料及热处理方面的发展概况及所取的成就，以提高学生的学习兴趣。
1、学习本课程的目的问题：为什么不同的材料会有不同的性能？为什么相同的材料经过不同的加热、保温和冷却之后能够获得不同的性能？等等通过这些问题的分析来激发学生的学习让学生例举生活中有关金属的东西增加互动活跃课堂气氛通过举例分析引发学生学习的兴趣兴趣，同时说明这些问题正是我们要学习这门课的内容，同时也突出这门功课的重要性，从而使学生明白学习这门课的目的。
2、本课程的基本内容通过对学习目的的学习同学们基本上已经明白了学习本课程的基本内容了，即：金属的性能、金属学的基本知识、钢的热处理及常用的金属材料。
金属材料热处理教案
金属材料热处理教案标题：金属材料热处理教案目标学生群体：高中生（年级不限）教学目标：1. 了解金属材料的热处理方法及其对材料性能的影响；2. 学习不同热处理工艺的步骤和参数设定；3. 掌握金属材料热处理的实验操作技能；4. 培养学生的实验设计和数据分析能力。
教学准备：1. 提供能够展示不同金属材料的热处理前后性能变化的实例；2. 准备热处理设备和相关实验材料，如炉子、温度计、不同种类金属样本等；3. 准备实验报告模板和数据处理软件。
教学过程：一、导入（5分钟）1. 利用展示实例引起学生对金属材料热处理的兴趣和好奇心；2. 提问引导学生思考：为什么需要对金属材料进行热处理？二、知识讲解（15分钟）1. 介绍金属材料热处理的定义和基本概念；2. 详细讲解常见的热处理方法，如退火、淬火、回火等；3. 解释不同热处理方法对金属材料性能的影响原理。
三、实验操作演示（20分钟）1. 演示一个典型的金属材料热处理实验操作流程；2. 强调安全操作措施，如佩戴防护眼镜和手套等；3. 说明实验中需注意的关键操作要点。
四、实验操作实践（30分钟）1. 学生分组进行金属材料热处理实验操作；2. 每个小组分别选择一个金属材料进行热处理，并记录实验操作步骤和参数设定；3. 学生之间相互配合完成实验，确保实验过程顺利进行。
五、实验数据处理和分析（20分钟）1. 学生使用提供的数据处理软件对实验结果进行统计和分析；2. 学生根据实验结果回答相关问题，如不同热处理方法对材料性能影响的差异；3. 鼓励学生讨论和交流实验结果，提高数据分析能力。
六、实验总结（10分钟）1. 学生撰写实验报告，包括实验目的、原理、步骤、结果和结论；2. 学生互相交流和评价实验过程中的经验和教训；3. 教师对学生实验报告进行评价和反馈。
教学延伸：1. 鼓励学生在实验报告中提出对未来研究的问题和方向；2. 带领学生进一步了解金属材料热处理的领域应用；3. 提供其他相关资料供学生深入学习和拓展。
金属材料与热处理技术课程设计-活塞环的渗氮工艺
1、零件图图（1）活塞油环零件图及尺寸2、服役条件活塞环具有密封，控油，传热，支撑四大作用。
油环具有回油孔或等效结构，能从缸壁上刮下机油的活塞环。
主要用来调节（或控制）气缸壁上润滑油并带有回油通道的活塞环。
在高速发动机中由于要缩短活塞长度，油环一般趋向于用一个，此时强化油环结构是有必要的。
活塞环失效分析：经过长时间工作的活塞环失效的主要原因：1）因高压的燃气介质造成腐蚀磨损。
2）因润滑不良导致与缸套间的严重划伤。
3）因长时间往复运动造成疲劳断裂而失效。
4）因弹力保持性差而失效等。
3、所需性能及主要技术要求活塞油环所需性能：良好的耐磨性和耐蚀性，必要的机械强度和热强性，足够的弹性和弹性保持性，良好的加工性。
主要技术要求：氮化层硬度(HV1000)，有效厚度（≥800HV）≥0.1mm。
脆0.2性1～2级，耐磨性，和耐腐蚀性要符合活塞环规范要求。
4、选择材料由于发动机的高功率、高转速,活塞环趋向于薄环、轻量、高强度。
钢质材料制成的活塞环具备这些优点,且能少、无切削加工,易自动化,成本低,有良好的可表面处理性,油耗低。
随着活塞环用钢材质量的提高,它替代铸铁的部分在不断升高。
对材料性能测定项目有硬度、抗拉强度、屈服强度、延伸率等。
现在活塞环用钢材都能满足要求,其主要性能参见下表。
我们对上表四种钢质活塞环材料进行分析后选择一种来制造活塞油环。
钢质活塞环材料硬度取决于基体组织，采用四大公司(日立、特线、ASW、Haldex)的公司标准。
碳素钢最低硬度HV400,标准HV500～800；铬硅低合金钢:HV409～580；奥氏体不锈钢:料厚≥0.3mm HV205～255;料厚<0.3mm HV250～330；马氏体不锈钢:HV300～420或HRC38～44。
4.1 比较分析其中，碳素钢和低合金钢耐蚀性较差，不锈钢中奥氏体硬度低,马氏体硬度高。
所以选择马氏体不锈钢来生产钢质活塞油环。
从现有参考文献来看,马氏体不锈钢的氮化硬度能达到较好的水平｡国内常见的马氏不锈钢有1Cr13､2Cr13､3Cr13､4Cr13等,但它们含碳量较低,用作活塞环往往导致其基体强度及弹性极限等指标难以满足使用要求｡因Ni元素在氮化过程中阻碍氮的扩散作用明显,不利于氮化层深的形成,故含Ni不锈钢不纳入考虑范围｡综合考虑活塞环的基体强度､塑性与韧性､弹性极限､抗回火稳定性及热处理工艺的难易程度等相关因素,我们将6C r13Mo马氏体不锈钢作为钢质活塞油环的材料。
金属材料与热处理教案
金属材料与热处理教案一、教学目标1. 知识与技能：（1）了解金属材料的分类及性能；（2）掌握金属热处理的基本方法及其应用；（3）学会运用金属热处理知识解决实际问题。
2. 过程与方法：（1）通过观察、实验等途径，培养学生对金属材料的认知能力；（2）通过小组讨论、实践操作等环节，提高学生对金属热处理方法的理解和应用能力。
3. 情感态度与价值观：（1）培养学生热爱科学、勇于探索的精神；（2）培养学生珍惜资源、保护环境的意识。
二、教学内容1. 金属材料的分类及性能（1）金属材料的分类：黑色金属、有色金属及合金；（2）金属材料的性能：力学性能、物理性能、化学性能。
2. 金属热处理的基本方法（1）退火：降低硬度、提高韧性；（2）正火：提高硬度、降低韧性；（3）淬火：提高硬度、降低韧性；（4）回火：调整硬度与韧性。
3. 金属热处理的应用（1）金属零件的制造与修复；（2）金属工具的制造与维护；（3）金属设备的改进与优化。
三、教学重点与难点1. 教学重点：（1）金属材料的分类及性能；（2）金属热处理的基本方法及其应用。
2. 教学难点：（1）金属热处理过程中温度、时间、冷却速度等参数的控制在实际应用中的重要性；（2）金属热处理对金属性能的影响规律。
四、教学方法1. 采用讲授法，系统地向学生介绍金属材料与热处理的基本知识；2. 利用实验法，让学生直观地了解金属热处理的过程及效果；3. 通过小组讨论法，培养学生合作探究、解决问题的能力。
五、教学安排1. 第一课时：金属材料的分类及性能；2. 第二课时：金属热处理的基本方法；3. 第三课时：金属热处理的应用；4. 第四课时：金属热处理实践操作；5. 第五课时：总结与拓展。
六、教学评价1. 课堂评价：通过提问、讨论、实验操作等方式，了解学生在课堂上的学习情况；2. 作业评价：通过学生提交的作业，检查学生对金属材料与热处理知识的掌握程度；3. 实验报告评价：对学生在实践操作中的表现进行评价，包括操作技能、问题解决能力等。
《金属材料及热处理》课程教学大纲
《金属材料及热处理》课程教学大纲课程编号：081095211课程名称：金属材料及热处理英文名称：Metal Materials and heat treatment课程类型：学科基础课程要求：必修学时/学分：48/3（讲课学时：44 实验学时：4 ）适用专业：材料成型及控制工程一、课程性质与任务金属材料及热处理是材料成形及控制工程专业的一门重要必修课,也是理论性和实践性较强的专业课。
通过本课程的学习,使学生掌握钢的退火、正火、淬火和回火等热处理工艺的基本理论,基本知识和实验技能,并能应用于实践，了解工程用钢、铸铁和有色金属的分类和特性。
本课程在教学内容方面着重基本知识、基本理论和基本工艺方法的讲解；在培养实践能力方面着重培养学生不同材质的工件在不同应用场合的选择，不同材料性能的热处理工艺的选择。
培养学生的工程观念和规范意识，要善于观察、思考，勤于实践，培养学生应用理论联系实际的方法去解决工程实际问题，具有合理地选择材料并确定热处理工艺的能力。
二、课程与其他课程的联系学生应在先学完《大学物理》、《材料科学基础》、《物理化学》等课程，并经过金属工艺的生产实训，对材料及热处理方面有一定的感性认识后，再学习本课程，通过本课程的学习，为《材料的力学性能》、《铸造合金熔炼》等专业课奠定基础，也为学生从事铸造、焊接、锻造、热处理专业方面工作打下坚实的基础。
三、课程教学目标1.掌握固态相变的基本理论，了解钢在加热与冷却时组织的转变规律，理解材料成分-组织-性能之间的关系；（支撑毕业能力要求1.2，1.3）2.掌握钢的退火、正火、淬火与回火的应用及工艺参数的制定，从而对材料及其热处理具有一定的分析和研究能力，对于实际工件能够给出较合理的热处理工艺；（支撑毕业能力要求2.1，2.3）3.对于已有热处理工艺造成的工程问题，能够分析存在问题的原因，优化热处理工艺；（支撑毕业能力要求4.2）4.了解特殊热处理工艺特征和应用；（支撑毕业能力要求1.2）5.了解常用金属材料（工程用钢、铸铁和有色合金）的特性，能够根据使用环境和性能要求选择合适的金属材料。
金属热处理教案
F：小结
G：布置作业： 9、10、11
第十一、十二教案
A：课题：金属的力学性能
B、课型：新课
C、教学目的与要求
1、了解维氏硬度测试原理、表示方法。
2、掌握冲击韧性的测定方法。
3、了解疲劳的概念、破坏的特征及疲劳曲线和疲劳极限。
D、教学重点与难点：
1、教学重点冲击韧性的测定方法。
2、教学难点洛氏、维氏硬度表示方法。
3、强度指标：
（1）屈服点：
在拉伸试验过程中，载荷不增加（保持恒定），试样仍能继续伸长时的应力称为屈服点。 用符号σs表示 ，计算公式：σs＝Fs/So
对于无明显屈服现象的金属材料可用规定残余伸长应力表示，
计算公式：σ0．2＝F0．2/So
屈服点σs和规定残余伸长应力σ0．2都是衡量金属材料塑性变形抗力的指标。
例、有一直径dO＝10mm，lo＝100mm的低碳钢试样，拉伸验时测得FS＝21KN，Fb＝29KN，d1＝5．65mm，l1＝138mm，求：σs、σb、δ、ψ。
解：（1）计算SO，S1
S0＝πd02/4 ＝3．14×102/4＝78．5mm2
S1¬＝πd12/4 ＝3．14×5．652/4＝25mm2
③交变载荷 ：是指大小、方向或大小和方向随时间发生周期性变化析载荷。
按载荷作用形式分：
拉伸载荷、压缩载荷、弯曲载荷、剪切载荷和扭转载荷等。如：P3图。
三、变形的概念及分类
金属材料受到载荷作用而产生的几何形式和尺寸的变化称为变形。
变形分为：弹性变形和塑性变形两种
四、应力、内力
内力：金属材料受外力作用时，为保持其不变形，在材料内部作用作与外力相对抗的力，称为内力。
应力：单位面积上的内力称为应力。
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J I A N G S U U N I V E R S I T Y金属材料综合课程设计汽车变速箱齿轮热处理工艺所属学院：材料学院专业班级：金属1002姓名：陈浩学号：31007020392013年6月27日1、零件图2、零件服役条件齿轮是机械设备及汽车中的重要零件，变速箱齿轮为汽车、拖拉机等发动机的重要部件，用于改变发动机曲轴和传动轴的速度比。
故齿面在较高的载荷(冲击载荷和交变载荷等)下工作，因此磨损快。
在工作过程中，通过齿面的接触传递动力，两齿面在相对运动过程中．既有滚动也有滑动，存在较大的压应力和摩擦力．经常换挡使齿端部受到冲击。
要求变速箱齿轮具有高的抗弯强度、接触疲劳强度和良好的耐磨性，心部有足够的强度和冲击韧性。
齿轮在传递力及改变速度的运动过程中啮合齿面之间既有滚动，又有滑动r而且齿面还受到脉动或交变弯曲应力的作用. 在变速器中，齿轮可改变传动比，扩大驱动轮转矩和转速的变化范围，以适应经常变化的行驶条件，同时使发动机在有利的工况下工作。
差速器中，通过车桥齿轮增加扭矩，并调节左右轮的转速。
全部发动机的动力均通过齿轮传给车轴，推动汽车运动。
所以汽车齿轮的受力较大，受冲击频繁，其耐磨性、疲劳强度、冲击韧性等均要求比机床齿轮高。
同时由于汽车行驶状况随路况随机变化，因而汽车齿轮的工作状况非常复杂。
服役条件（1）汽车齿轮的工作条件比机床要繁重得多，它们经常在较高的载荷下工作,磨损亦较大。
（2）在汽车运行中由于齿根受着突然变载的冲击载荷以及周期变动的弯曲载荷，会造成轮齿的脆性断裂或弯曲疲劳破坏.(3)轮齿的工作面承受着较大的压应力及摩擦力，会造成麻点、接触疲劳破坏及深层剥落，由于经常换档，齿的端部经常受到冲击，也会造成轮齿的端部破坏。
因此在耐磨性、疲劳强度、心部强度和冲击韧性等方面的要求均比机床齿轮高.3、所需性能汽车变速齿轮工作条件比机床齿轮差,特别是主传动系统中的齿轮,受力较大,受冲击较频繁,因此对材料要求较高。
由于弯曲与接触应力都很大,所以重要齿轮都需渗碳、淬火处理,以提高耐磨性和疲劳抗力。
为保证心部有足够的强度及韧性,材料的淬透性要求较高,心部硬度应在35～45HRC之间。
另外,汽车生产批量大,因此选钢材时,在满足力学性能的前提下对工艺性能必须予以足够重视。
汽车齿轮工作时，啮合齿面间既有滚动，又有滑动，轮齿根部还受到脉动或交变弯曲的作用。
在由此而引起的各种应力的作用下，齿轮经常发生失效的情况。
根据工作条件的不同，汽车齿轮的失效形式主要是齿面磨损和断齿。
图1.1是四种主要的失效形式。
a 轮齿根部弯曲疲劳断裂b 齿面严重磨损、齿厚变小c 齿面剥落d 轮齿冲击断裂美国的一个关于齿轮失效形式及原因的统计资料的结果表明，疲劳断裂占失效齿轮总数的三分之一以上，居首位；其次是表面损伤。
总的来说，断裂是齿轮失效的主要形式。
齿轮在传递动力及改变速度的运行过程中，周期的受到弯曲应力，接触应力以及摩擦力的作用。
齿面和齿根在上述应力的作用下导致齿面剥落或轮齿折断而失效。
因此，改善材料的冶金质量和通过热处理强韧化技术以提高齿轮的弯曲程度，接触疲劳强度及耐磨性，从而达到提高齿轮寿命的目的。
对齿轮材料的性能要求是：(1) 高的弯曲疲劳强度和接触疲劳强度(抗疲劳点蚀)，除材料本身性能外，还可依靠齿轮的表面强化处理来实现；(2) 齿面具有较高的硬度和耐磨性，以防止粘着磨损和磨粒磨损。
耐磨性的提高，主要依靠表面硬度和降低摩擦因数来实现；(3) 齿轮心部具有足够的强度和韧性，以提高齿轮的承载能力。
此外，还要求齿轮具有高的传动精度，材料具有较好的切削加工及热处理工艺性等，例如热处理变形小，或变形有一定规律等。
4、选择材料制造齿轮常用的钢有20Cr、20CrMnMo、18Cr2Ni4WA、20CrMnTi。
4.1 20Cr与15Cr钢相比，有较高的强度及淬透性，在油中临界淬透直径达4 ～22mm，在水中临界淬透直径达11～40mm，但韧性较差，此钢渗碳时仍有晶粒长大倾向，降温直接淬火对冲击韧性影响较大，所以渗碳后需二次淬火以提高零件心部韧性，无回火脆性；钢的冷应变塑性高，可在冷状态下拉丝；可切削性在高温正火或调质状态下良好，但退火后较差；20Cr为珠光体，焊接性较好，焊后一般不需热处理，但厚度大于15mm的零件在焊前需预热到100～150℃，焊后也可不进行回火热处理。
4.2 20CrMnMo20CrMnMo是高强度的高级渗碳钢。
强度高于15CrMnMo，塑性及韧性稍低，淬透性及力学性能比20CrMnTi高，淬火低温回火后具有良好的综合力学性能和低温冲击韧度。
渗碳淬火后具有较高的抗弯强度和耐磨性能，但磨削时易产生裂纹。
焊接性不好，适于电阻焊接，焊前需预热，焊后需回火处理。
切削加工性和热加工性良好。
常用于制造高硬度、高强度、高韧性的较大重要渗碳件（其要求均高于15CrMnMo），如曲轴、凸轮轴、连杆、齿轮轴、齿轮、销轴，还可代替12Cr2Ni4使用。
4.3 18Cr2Ni4WA18Cr2Ni4WA属于高强度中合金渗碳钢。
要使C化物及奥氏体含量不超标可采用渗碳后高温回火900~920℃渗碳，600~650回火，深冷处理，油淬后的硬度也就是48左右，想要达到HRC58-63，必须要进行表面渗碳。
18Cr2Ni4WA钢常用合金渗碳钢,强度,韧性高,淬透性良好,也可在不渗碳而调质的情况下使用,一般用做截面较大,载荷较高且韧性良好,缺口敏感性低的重要零件。
4.4 20CrMnTi20CrMnTi是渗碳钢，渗碳钢通常为含碳量为0.17%-0.24%的低碳钢。
是中淬透性渗碳钢中Cr Mn Ti 钢，其淬透性较高，在保证淬透情况下，具有较高的强度和韧性，特别是具有较高的低温冲击韧性。
20CrMnTi表面渗碳硬化处理用钢。
良好的加工性，加工变形微小，抗疲劳性能相当好。
特性及适用范围：是性能良好的渗碳钢，淬透性较高，经渗碳淬火后具有硬而耐磨的表面与坚韧的心部，具有较高的低温冲击韧性，焊接性中等，正火后可切削性良好。
用于制造截面＜30mm的承受高速、中等或重载荷、冲击及摩擦的重要零件，如齿轮、齿圈、齿轮轴十字头等。
是18CrMnTi的代用钢，广泛用作渗碳零件，在汽车.拖拉机工业用于截面在30mm以下，承受高速.中或重负荷以及受冲击.摩擦的重要渗碳零件，如齿轮.轴.齿圈.齿轮轴.滑动轴承的主轴.十字头.爪形离合器.蜗杆等。
20CrMnTi钢始锻温度1200℃，终锻温度900℃，锻造后直尺寸100mm以下堆积冷却，直径尺寸100mm以上缓慢冷却。
化学成份表2 20CrMnTi钢的临界点（℃）⑴ 20CrMnTi钢中加入Cr、Mn元素，主要是提高钢的淬透性。
⑵ 20CrMnTi钢中加入Ti元素主要是为了细化晶粒。
⑶ 20CrMnTi钢淬火加热时，Cr、Mn、Si元素完全固溶于奥氏体中，提高钢的淬透性。
Ti元素以碳化TiC形式钉扎于奥氏体晶界，阻止奥氏体晶粒的长大。
⑷ 20CrMnTi钢淬火后，Cr、Mn、Si元素固溶强化基体组织，并改善基体组织的回火稳定性。
⑸ 20CrMnTi钢低温回火时，部分Cr、Mn元素从基体组织中扩散到析出的渗碳体Fe3C中，形成合金渗碳体（Cr、Mn、Fe）3C，改善其硬度。
合金渗碳体（Cr、Mn、Fe）3C与碳化物TiC同基体组织一起共同作用，使钢产生较高的强度、硬度与耐磨性，同时保持良好的韧性。
⑹ 20CrMnTi钢渗碳或碳氮共渗后碳层均匀，加工和热处理工艺性能优良，不易出现过热，渗碳后可直接淬火，淬火变形小。
⑺ 20CrMnTi钢正火后切削加工性能优良，相对加工性能为75%，表面粗糙度低。
⑻由于Cr、Mn元素的加入，20CrMnTi钢易出现回火脆性，故回火温度须严格控制，一般控制在180~200℃范围内。
Ti是强化铁素体的元素，它对钢的机械性能的影响取决于Ti在钢中存在的形态，也取决于Ti、c含量的比率。
20CrMnTi钢中含有微量的钛(0 06 ～ 0．12％)，其淬火温度一般在86O～900℃，避免了碳化钛过多地溶于奥氏体，与不舍Ti的钢相比，其强度将有所提高，同时不影响钢的担性和韧性。
由于具有细化晶粒的作用，Ti虽然在一定程度上提高钢的强度，但对钢的韧性，特别是低温冲击韧性，不一定有所改善，因为固溶于铁素体中的的脆化作用，会抵消因晶粒细化时对冲击韧性所起的有利作用。
Ti可减低20CrMnTi钢在200～400℃回火脆性，例如加Ti的钢比不加Ti的钢，回火脆性有明显改善，而且以加入Ti+B的钢效果最为显著。
对于汽车来说，由于其使用条件复杂，采用调质钢高频淬火不能保证要求，所以选用渗碳钢来作重要齿轮较为合适。
影响汽车渗碳齿轮失效和齿轮疲劳强度的因素主要有心部硬度、有效层深度、渗层和心部的金相组织、表面硬度和表层残余应力分布等。
根据汽车齿轮渗碳要求，选用低碳合金钢作为汽车齿轮材料最为理想。
实践证明,20CrMnTi钢具有较高的力学性能,在渗碳、淬火、低温回火后,表面硬度可达58～62HRC,心部硬度30～45HRC,正火态切削加工工艺性和热处理工艺性均较好。
为提高齿轮的耐用性,渗碳、淬火、回火后,还可采用喷丸处理,增大表面压应力。
5、热处理工艺传统的齿轮材料的工艺路线：下料→锻造→正火→切削加工→渗碳、淬火及低温回火→喷丸→磨削加工。
虽然传统工艺已经比较完善，但部分中间过程已不再适合现代化的大批量生产要求。
当前的技术要求齿坯在热处理后能获得均匀的组织和硬度，以保证获得良好的切削加工性能及稳定的淬火变形规律。
因此有必要对传统工艺进行改进，以获得质量良好的产品。
5.1 正火将工件加热至Ac3以上30~50℃，保温一段时间后，从炉中取出在空气中或喷水、喷雾或吹风冷却的金属热处理工艺。
其目的是在于细化晶粒，消除组织缺陷，以获得珠光体+少量铁素体组织。
正火与退火的不同点是正火冷却速度比退火冷却速度稍快，因而正火组织要比退火组织更细一些，其机械性能也有所提高。
另外，正火炉外冷却不占用设备，生产率较高，因此生产中尽可能采用正火来代替退火。
5.1.1正火的目的（1）细化晶粒，消除组织缺陷。
以获得珠光体+少量铁素体组织，并使加工硬度适中，有利于切削（2）去除材料的内应力。
（3）降低材料的硬度。
这样是为了接下来的加工做准备。
和退火差不多的作用，只是为了提高效率，降低成本。
5.1.2正火设备选用RX3箱式电炉参数见表3表3 RX3-30-9箱式电炉5.1.3正火温度20CrMnTi钢Ac3约为825℃，为促使奥氏体均匀化，增大过冷奥氏体的稳定性，选择的加热温度在930℃～950℃。
5.1.4 加热方法采用到温加热的方法，是指当炉温加热到指定的温度时，再将工件装进热处理炉进行加热，这样做的原因是避免金属组织出现不需要的相转变，加热速度快，节约时间，便于小批量生产。